基于表面等离激元激光的折射率传感器及探测系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于表面等离激元激光的折射率传感器及探测系统和方法。本发明专利技术的折射率传感器包括金属层和增益介质层，增益介质层形成在金属层上；激发光经过待测液体入射至增益介质层，增益介质在激发光的泵浦下产生受激辐射，经由激光腔反馈放大产生表面等离激元激光，该表面等离激元激光的波长和强度与待测液体的折射率有关；本发明专利技术的折射率传感器具有很好的小型化优点；强度探测的品质因子可达84000，比其它已知的表面等离激元探测器的强度探测的品质因子高400倍左右；在各种微量物质的检测方面具有巨大优势；制备工艺简单，所用的制备工艺都已成熟，可进行大规模生产制备；具有准确，快速，实时的特点，可用于探测各种动态体系。

【技术实现步骤摘要】
201610034587

【技术保护点】
一种基于表面等离激元激光的折射率传感器，其特征在于，所述折射率传感器包括：金属层和增益介质层；其中，所述增益介质层形成在金属层上；在增益介质层和金属层的界面上形成表面等离激元模式，此模式在其传播方向遇到增益介质层的边界时获得光学反馈限制从而形成表面等离激元激光腔；待测液体覆盖在增益介质层上；激发光经过待测液体入射至增益介质层，增益介质层在激发光的泵浦下产生受激辐射，经由激光腔反馈放大产生表面等离激元激光，该表面等离激元激光的波长和强度与待测液体的折射率有关。

【技术特征摘要】
1.一种基于表面等离激元激光的折射率传感器，其特征在于，所述折射率传感器包括：金属
层和增益介质层；其中，所述增益介质层形成在金属层上；在增益介质层和金属层的界面
上形成表面等离激元模式，此模式在其传播方向遇到增益介质层的边界时获得光学反馈限
制从而形成表面等离激元激光腔；待测液体覆盖在增益介质层上；激发光经过待测液体入
射至增益介质层，增益介质层在激发光的泵浦下产生受激辐射，经由激光腔反馈放大产生
表面等离激元激光，该表面等离激元激光的波长和强度与待测液体的折射率有关。
2.如权利要求1所述的折射率传感器，其特征在于，所述折射率传感器布置在衬底上。
3.如权利要求1所述的折射率传感器，其特征在于，所述衬底为硅、二氧化硅或蓝宝石。
4.如权利要求1所述的折射率传感器，其特征在于，所述金属层为金、银和铝其中之一。
5.如权利要求1所述的折射率传感器，其特征在于，所述金属层的厚度大于10nm。
6.如权利要求1所述的折射率传感器，其特征在于，所述增益介质的厚度为20nm～400nm。
7.如权利要求1所述的折射率传感器，其特征在于，所述折射率传感器还包括设置在所述金
属层和增益介质层之间的绝缘介质层。
8.如权利要求7所述的折射率传感器，其特征在于，所述绝缘介质层为二氟化镁、氟化锂、
三氧化二铝和二氧化硅其中之一。
9.如权利要求7所述的折射率传感器，其特征在于，所述绝缘介质层的厚度为0.1nm至50nm。
10.如权利要求1所述的折射率传感器，其特征在于，所述增益介质层由发光半导体或者掺
有激光染料分子的介质形成。
11.如权利要求1所述的折射率传感器，其特征在于，所述增益介质层为线形、带形、三角
形、四边形、多边形和圆形其中之一，以形成激光腔。
12.如权利要求1所述的折射率传感器，其特征在于，所述折射率传感器在波长检测时具有
灵敏度Sλ＝Δλ/Δn和品质因子其中Δλ为所述表面等离激元激光的波长
变化，Δn为所述待测液体的折射率变化，以及FWHM为所述表面等离激元激光的峰的半
高全宽。
13.如权利要求1所述的折射率传...

【专利技术属性】
技术研发人员：马仁敏，王兴远，王逸伦，王所，李波，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11